МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ К БИОКОНВЕРСИИ В КОРМОВЫЕ ПРОДУКТЫ И БИОЭТАНОЛ

Autor: Сушкова (Sushkova), Валентина (Valentina) Ивановна (Ivanovna), Устюжанинова (Ustjuzhaninova), Людмила (Ljudmila) Васильевна (Vasil'evna), Березина (Berezina), Оксана (Oksana) Валентиновна (Valentinovna), Яроцкий (Jarockij), Сергей (Sergej) Викторович (Viktorovich)
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2016
Zdroj: Khimiia rastitel'nogo syr'ia (Chemistry of plant raw material); № 1 (2016); 93-119
Химия растительного сырья; № 1 (2016); 93-119
ISSN: 1029-5151
1029-5143
Popis: Представлен анализ литературных данных следующих способов предобработки крахмал-, пентозан- и целлюлозосодержащего растительного сырья к ферментативному гидролизу (ФГ) полисахаридов (ПС): гидротермических, органосольвентных с получением технической целлюлозы, органосольвентных с серной кислотой, кислотно-катализированных с паровым взрывом, щелочных, бисульфитного (SPORL) и кислотно-каталитического с использованием дисковой мельницы.На основании анализа даны рекомендации по совершенствованию технологической схемы получения кормовых белковых продуктов из отрубей совместно с другими зерноотходами. Технологическая схема должна включать дополнительный процесс тонкого измельчения отрубей и зерноотходов и гидротермодинамическую обработку (ГТДО) при следующем технологическом режиме: а.с.в. не менее 15%; 86–100 °С, время выдержки при этой температуре не более 1 ч с термостабильным ферментным препаратом, содержащим α-амилазу (Зимаджунт 340С*, или Амилаза НТ-4000, или Амилекс 4Т). Эффективность последующего ФГ частично гидролизованного крахмала и некрахмалистых полисахаридов крахмалсодержащего сырья обеспечивает следующий комплекс ферментных препаратов: глюковамарин, GC 220, обладающий целлюлазной, целлобиазной, ксиланазной и β-глюканазной активностями и Novozymes 188, содержащий целлобиазу.Подтверждены данные по наиболее эффективным методам предподготовки пентозан- и целлюлозосодержащего растительного сырья к ферментативному гидролизу целлюлозы в 2% суспензии лигноцеллюлозного остатка, позволяющими получить общий выход сахаров и выход этанола не менее 90% от теоретического, как с делигнификацией, так и без отделения лигнина. Перспективными из них можно считать следующие: органосольвентный с H2SO4, паровой взрыв с SO2 и последующей промывкой экструдированной биомассы водой и окислительно-щелочным раствором и механохимические: бисульфитный (SPORL) и кислотно-каталитический с использованием установок горячего размола (УГР). Установлено, что в первых двух способах допускается содержание лигнина в лигноцеллюлозном остатке до 16–18%, а в третьем до 30%. Кислотно-каталитический метод гидролиза с элементами технологии SPORL с использованием установок горячего размола (УГР) рекомендован к лабораторным и опытно-промышленным испытаниям в гидролизной промышленности России.Эффективность ФГ целлюлозы из лигноцеллюлозного остатка обеспечивают следующие комплексы ферментных препаратов: Сelluclast (20 FPU/г глюкана), и Novozyme188 (соотношение β-глюкозидазы к целлюлазе 1,75–2,0 : 1) или Spezyme CP, GC-220 (15 FPU/г глюкана), Multifect Xylanase (соотношение β-глюкозидазы к целлюлазе 2,0 : 1).
An analysis of literature data the following preprocessing methods starch, pentosane- and cellulosic feedstock for enzymatic hydrolysis polysaccharides: hydrothermal, organosolvent obtaining technical cellulose, organosolvent with sulfuric acid, acid-catalyzed steam explosion, alkali, bisulfite (SPORL) and acid-catalyzed using a disk mill is presented.Recommendations about improvement of technological schemes of obtaining fodder protein products of bran together with other grain waste are provided. Technological scheme should include additional process fine grinding of bran and grain waste and hydro-thermodynamic treatment (HTDO) at the next technological mode: a.d.s ≥ 15%; t = 86–100 °C; processing time ≤ 1 h; using a thermostable α-amylase (Zymajunt-340С* or Amylase HT-4000 or Amileks 4T). The effectiveness of a subsequent enzymatic hydrolysis of partially decomposed starch and non-starch polysaccharides of starchy raw material is ensured by the enzymatic Начало формыКонец формыcomplex including Glucoamylase, GC 220, containing cellulase, cellobiase, xylanase and β-glucanase activities, and Novozymes 188, containing cellobiase.The most effective methods for preprocessing of pentosan - and cellulosic feedstock to enzymatic hydrolysis of cellulose in a 2% suspension of lignocellulosic residue are allow obtained an overall yield of sugars and ethanol at least 90% of the theoretical. The following preprocessing methods are considered to be as the most promising: organosolvent with H2SO4 and steam explosion with SO2 and the subsequent washing of the extruded biomass with water and oxidation-alkaline solution and mechanochemical: bisulfite (SPORL) and acid catalysis units with installation of hot grinding (IHG). It is established, that in the first two methods allowed the lignin content in the lignocellulose is to 16-18%, and the third up to 30%. Acid-catalyzed hydrolysis method with elements of SPORL technology with the use of installation hot grinding (IHG) is recommended for laboratory and experimental-industrial tests in the hydrolysis industry.Cellulose from lignocellulosic residue is efficiently hydrolysed by Сelluclast (20 FPU/g glucan), and Novozyme 188 (β-glucosidase : cellulase 1,75–2,0 : 1) or Spezyme CP, GC-220 (15 FPU/g glucan), Multifect Xylanase (β-glucosidase:cellulase 2,0 : 1).
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: